Note
Năng lượng (Energy): Khả năng thực hiện công việc hoặc gây ra sự thay đổi, có thể tồn tại ở nhiều dạng như hóa năng, điện năng, cơ năng…
Pin (Battery): Thiết bị lưu trữ năng lượng hóa học và chuyển đổi thành điện năng khi cần thiết.
Pin kiềm (Alkaline battery): Loại pin phổ biến sử dụng phản ứng hóa học giữa kẽm (Zn) và mangan đioxit (MnO₂).
Điện tử (Electron): Hạt mang điện tích âm, di chuyển qua mạch điện để tạo ra dòng điện.
Cực âm (Negative terminal): Cực của pin nơi các electron được giải phóng.
Cực dương (Positive terminal): Cực của pin nơi các electron được nhận vào.
Pin sạc được (Rechargeable battery): Loại pin có thể nạp lại năng lượng bằng cách đảo ngược phản ứng hóa học bên trong.
Pin không sạc được (Single-use battery): Loại pin chỉ sử dụng một lần vì khi sạc lại sẽ sinh ra phản ứng phụ làm hỏng cấu trúc của pin.
Pin lithium-ion (Lithium-ion battery): Loại pin sạc phổ biến trong điện thoại, laptop và xe điện, sử dụng ion lithium để lưu trữ và giải phóng năng lượng.
Phản ứng phụ (Side reactions): Các phản ứng không mong muốn xảy ra khi sạc pin, làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của pin.
Điện trở nội (Internal resistance): Độ cản trở dòng điện bên trong pin, tăng theo thời gian do phản ứng hóa học không mong muốn.
Tái chế pin (Battery recycling): Quá trình xử lý và tái sử dụng các thành phần của pin cũ để bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên.
Luyện kim (Smelting): Quá trình nung chảy kim loại để loại bỏ tạp chất, giúp tái chế các thành phần kim loại trong pin.
Kim loại độc hại (Toxic metals): Một số kim loại trong pin như chì (Pb), cadmium (Cd) có thể gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý đúng cách.
Lithium (Li): Nguyên tố kim loại nhẹ, quan trọng trong sản xuất pin lithium-ion.
Net zero emissions: Trạng thái mà lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính được cân bằng với lượng khí được hấp thụ hoặc loại bỏ.
Quy định tái chế (Recycling regulations): Các quy định yêu cầu nhà sản xuất và người tiêu dùng có trách nhiệm xử lý pin đã qua sử dụng.
Keo dán công nghiệp (Industrial glue): Lớp keo siêu bền được sử dụng trong pin lithium-ion, gây khó khăn trong quá trình tái chế.
Bằng chứng ý tưởng (Proof-of-concept battery): Các nguyên mẫu pin đang được thử nghiệm với các nguồn năng lượng mới như âm thanh, áp lực, hoặc nước tiểu.
Xe điện (Electric Vehicle): Phương tiện chạy bằng điện, thường sử dụng pin lithium-ion làm nguồn năng lượng chính.
The Video
A drop of gasoline, a match, and a battery, all store energy— but, after each expends its energy, only the battery is recyclable.That’s because, chemically speaking, a dead battery is actually not that different from a fresh one.
Một giọt xăng, một que diêm và một cục pin đều lưu trữ năng lượng— nhưng sau khi tiêu hao năng lượng, chỉ có pin là có thể tái chế.Đó là vì, về mặt hóa học, một viên pin đã hết năng lượng thực ra không khác biệt nhiều so với một viên pin mới.
Most of the batteries we use today take advantage of the fact that some metals like to release electrons and others like to accept them.For example, in a typical alkaline double-A battery, zinc metal reacts with hydroxide ions, changing into zinc oxide and releasing electrons at the negative terminal.The electrons travel through, say, a light bulb, and then return to the battery at the positive terminal, where they’re accepted by manganese dioxide.Different batteries use different combinations of metals, and sometimes non-metals like graphite, but the basic idea is to use a pair of chemical reactions to generate a stream of electrons.
Hầu hết các loại pin ngày nay đều tận dụng thực tế rằng một số kim loại thích giải phóng electron, trong khi một số khác lại thích nhận chúng.Ví dụ, trong một viên pin kiềm AA điển hình, kẽm phản ứng với ion hydroxit, chuyển hóa thành oxit kẽm và giải phóng electron tại cực âm.Electron di chuyển qua, chẳng hạn như một bóng đèn, rồi quay lại pin ở cực dương, nơi chúng được oxit mangan tiếp nhận.Các loại pin khác nhau sử dụng các kết hợp kim loại khác nhau, đôi khi có cả phi kim như graphite, nhưng ý tưởng chung là dùng một cặp phản ứng hóa học để tạo ra dòng electron.
Almost all batteries, even single-use batteries, are theoretically rechargeable.That’s because the metals and other chemicals are still right there.That’s very different than in, say, gasoline, where the liquid hydrocarbon molecules are converted to gases.You can’t convert exhaust back into gasoline, but, with some work you can convert, say, zinc oxide back to zinc.
Hầu như tất cả các loại pin, kể cả pin dùng một lần, đều có thể sạc lại về mặt lý thuyết.Điều đó là do các kim loại và hóa chất vẫn còn nguyên bên trong.Điều này khác biệt hoàn toàn so với xăng, nơi các phân tử hydrocarbon lỏng bị chuyển thành khí khi đốt cháy.Bạn không thể chuyển khí thải trở lại thành xăng, nhưng với một số kỹ thuật, bạn có thể chuyển oxit kẽm trở lại thành kẽm.
So then what’s the difference between these and these? The short answer is that trying to recharge a single-use battery doesn’t just force these reactions to run in reverse.It also results in a bunch of side reactions that produce useless contaminants, reducing a battery’s capacity; and it could even damage the internal structure of the battery, leading to a loss of electrical contact and failure.
Vậy thì điều gì tạo ra sự khác biệt giữa pin sạc và pin dùng một lần? Câu trả lời ngắn gọn là việc sạc lại pin dùng một lần không chỉ đơn thuần là đảo ngược các phản ứng hóa học này.Nó còn gây ra hàng loạt phản ứng phụ, tạo ra các tạp chất vô ích, làm giảm dung lượng pin. Ngoài ra, nó có thể làm hỏng cấu trúc bên trong, khiến các điểm tiếp xúc điện bị mất đi và pin ngừng hoạt động.
Rechargeable batteries are engineered to avoid these issues.Look at this lithium-ion battery.Both sides have an atomic-level structure that you can imagine as lots of docks.So when the battery is powering something, the lithium “ships” give up their electrons to power the circuit, and then sail over to the other side of the battery, dock in an orderly, organized way, and meet up with their now-lower-energy electrons.When the battery is being charged, the opposite happens.Over the course of hundreds, sometimes thousands, of charge cycles, some of the lithium ion ships sort of veer off course and engage in side reactions, producing stuff that increases the internal resistance of the battery, which in turn makes it lose efficiency and power until it inevitably dies.
Pin sạc được thiết kế để tránh những vấn đề này.Hãy xem xét pin lithium-ion.Cả hai điện cực của pin đều có một cấu trúc ở cấp độ nguyên tử, có thể tưởng tượng như một bến cảng với nhiều bến đỗ.Khi pin cung cấp năng lượng cho thiết bị, các “con tàu” lithium rời bến, nhả electron để cung cấp năng lượng cho mạch điện, rồi di chuyển sang phía bên kia của pin, đỗ lại một cách có tổ chức và nhận lại electron đã mất năng lượng.Khi sạc pin, quá trình này diễn ra ngược lại.Tuy nhiên, sau hàng trăm, thậm chí hàng nghìn chu kỳ sạc, một số “con tàu” lithium đi chệch hướng và tham gia vào các phản ứng phụ, tạo ra các chất làm tăng điện trở bên trong pin. Điều này làm giảm hiệu suất và năng lượng của pin cho đến khi nó không còn hoạt động nữa.
Even when that happens, you can bring dead batteries back to life— whether they’re rechargeable or not— by recycling them.The heart of most battery recycling is a process called smelting, which is basically just melting the metallic parts.This drives off impurities, returning metals back to their initial, orderly state.
Dù vậy, ngay cả khi pin đã chết, ta vẫn có thể hồi sinh chúng— dù là pin sạc hay pin dùng một lần— bằng cách tái chế.Cốt lõi của hầu hết các quy trình tái chế pin là luyện kim, tức là nấu chảy các bộ phận kim loại.Quá trình này loại bỏ tạp chất, giúp các kim loại quay trở lại trạng thái ban đầu.
Unfortunately, in many countries you can’t just toss household batteries in with your regular recycling.You have to take them to a battery collection point or recycling center.Same goes for more complicated rechargeable batteries: you need to bring them to a collection point or send them back to the company you bought them from.It’s a pain, but absolutely worth the time and effort, because recycling batteries is critical.Not only does it prevent potentially toxic battery metals from leaking into the environment, it conserves scarce— and vital— resources.
Đáng tiếc là ở nhiều quốc gia, bạn không thể đơn giản bỏ pin vào thùng rác tái chế thông thường.Bạn phải đem chúng đến các điểm thu gom pin hoặc trung tâm tái chế.Điều tương tự cũng áp dụng cho các loại pin sạc phức tạp hơn— bạn cần gửi chúng đến điểm thu gom hoặc trả lại cho nhà sản xuất.Điều này có thể gây bất tiện, nhưng hoàn toàn xứng đáng với thời gian và công sức, vì tái chế pin là một nhiệm vụ cấp thiết.Không chỉ giúp ngăn chặn kim loại độc hại rò rỉ vào môi trường, việc tái chế còn bảo tồn những tài nguyên quý hiếm— và thiết yếu.
Earth has about 22 million tons of lithium— enough for about 2.5 billion EVs.That sounds like plenty, but it’s only 25% higher than the number of EVs experts believe it’ll take to reach net zero emissions by 2050, and that doesn’t even account for laptops, phones, and anything else that uses a lithium-ion battery.
Trái Đất có khoảng 22 triệu tấn lithium— đủ để sản xuất khoảng 2,5 tỷ xe điện (EVs).Nghe có vẻ nhiều, nhưng con số này chỉ cao hơn 25% so với lượng xe điện cần thiết để đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, chưa kể đến laptop, điện thoại và vô số thiết bị khác sử dụng pin lithium-ion.
Currently, though, most lithium-ion batteries are not manufactured with recycling in mind.The designs are intricate and non-standard, and the components are held together by almost indestructible glues.So today, less than 5% of lithium-ion batteries are recycled.Regulations that clearly define who is responsible for a spent battery and what should happen to it can boost recycling dramatically.For example, lead-acid batteries are generally subject to stringent regulations and are recycled at much higher rates than lithium-ion batteries.
Tuy nhiên, hiện nay hầu hết pin lithium-ion không được thiết kế để dễ dàng tái chế.Cấu trúc của chúng phức tạp và không tiêu chuẩn, với các bộ phận dính chặt bằng keo siêu bền.Kết quả là chưa đến 5% pin lithium-ion được tái chế.Các quy định rõ ràng về trách nhiệm xử lý pin thải có thể giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ tái chế.Ví dụ, pin axit-chì (loại dùng trong xe hơi) thường tuân theo các quy định nghiêm ngặt và có tỷ lệ tái chế cao hơn nhiều so với pin lithium-ion.
Over the next century, we’ll need to recycle huge numbers of EV batteries, so scientists are working on making the battery recycling process cheaper and more environmentally friendly.Smelting uses a lot of energy and, depending on the type of battery, can release harmful by-products.
Trong thế kỷ tới, chúng ta sẽ phải tái chế hàng triệu pin xe điện. Vì thế, các nhà khoa học đang tìm cách làm cho quá trình tái chế rẻ hơn và thân thiện hơn với môi trường.Luyện kim tiêu tốn nhiều năng lượng và, tùy thuộc vào loại pin, có thể giải phóng các sản phẩm phụ độc hại.
In addition to regulations, industrial processes, and our own individual choices, battery tech will also continue to evolve.There are proof-of-concept batteries being developed that can convert physical force, ambient sound, and even pee into electricity.But if your top priority is to make your number one source of power, number one, sorry to say, but urine for a long wait.
Bên cạnh các quy định, quy trình công nghiệp và quyết định của từng cá nhân, công nghệ pin cũng sẽ tiếp tục phát triển.Hiện có những nguyên mẫu pin có thể tạo ra điện từ lực tác động, âm thanh môi trường, thậm chí là nước tiểu.Nhưng nếu bạn mong muốn năng lượng từ “nguồn số một” của mình, thì đáng tiếc là bạn sẽ phải chờ rất lâu!.
Quiz
Select the correct answer for each question.
Question 1/15
1. What is the primary reason why a battery is recyclable but gasoline is not?
2. What happens at the negative terminal of an alkaline battery?
3. Why can rechargeable batteries be recharged multiple times?
4. What is one of the main issues with trying to recharge a single-use battery?
5. Why does a rechargeable lithium-ion battery lose efficiency over time?
6. What is the main purpose of smelting in battery recycling?
7. Why can’t household batteries always be recycled with regular waste?
8. Why is lithium considered a scarce resource despite its availability?
9. What is one major barrier to lithium-ion battery recycling?
10. What can improve lithium-ion battery recycling rates?
11. How does lead-acid battery recycling compare to lithium-ion battery recycling?
12. What is a key challenge in making battery recycling more sustainable?
13. What alternative sources of energy are being explored for future battery technology?
14. Why is reaching net zero emissions by 2050 a concern for lithium supply?
15. What is the main takeaway about battery recycling from the transcript?
